Les lipides : que sont-ils et à quoi servent-ils ?

Les lipides sont des molécules essentielles à la vie. Ils font, entre autres, partie de la membrane qui délimite et protège les cellules.

Relu et approuvé par el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Écrit par Samuel Antonio Sánchez Amador

Dernière mise à jour : 10 avril, 2023

Les lipides sont un groupe de molécules organiques composées, pour la plupart, à base de carbone et d’hydrogène, en plus de l’oxygène, de l’azote, du soufre et du phosphore, entre autres. Il est important de noter qu’avec les protéines et les glucides, les lipides sont considérés comme l’un des principaux macronutriments de l’alimentation.

Selon les associations alimentaires, ces nutriments sont ceux qui agissent comme le réservoir d’énergie le plus efficace de l’organisme. Chaque gramme de graisse fournit deux fois plus de calories que le glycogène, un glucide, et prend moins de place. Il n’est donc pas surprenant d’apprendre que 99% d’une cellule de tissu adipeux est constituée de lipides.

Nous sommes confrontés à un groupe de molécules organiques qui contiennent une complexité passionnante, puisque de leur structure chimique aux divers concepts alimentaires, les lipides ont de nombreuses fonctions essentielles à la survie des organismes.

Structure chimique des lipides

Une règle mnémotechnique généralement enseignée dans les écoles pour se souvenir de la structure chimique des lipides est la suivante : CHOASP. Ce mot étrange fait référence aux termes suivants :

• C arbon.
• H ydrogène.
• O de l’oxygène.
• A zote.
• S oufre.
• P hosphore.

Les trois premiers (CHO) sont essentiels dans le “squelette” lipidique alors que A, S et P sont présents dans certains cas et pas dans d’autres. Pour comprendre la composition chimique des lipides, il faut se rendre à leur unité fonctionnelle essentielle : l’acide gras.

Acide gras

Un acide gras est défini comme une biomolécule formée par une chaîne hydrocarbonée linéaire. Cela signifie qu’en effet, son squelette est composé de carbone et d’hydrogène. Bien qu’on les trouve libres en faible quantité dans la nature, ces molécules sont en général obtenues par hydrolyse de lipides plus complexes.

A une extrémité de cette chaîne on trouve un groupe CH3, qui correspond à trois liaisons libres occupées par des atomes d’hydrogène. À l’autre extrême se trouve un groupe carboxyle COOH, qui agira comme une “colle” pour l’union de l’acide gras avec la glycérine ou le propanetriol, donnant naissance au type de lipide le plus célèbre, que nous verrons dans les lignes ultérieures.

Bien qu’il nous soit difficile d’imaginer cette biomolécule, des portails informatifs nous montrent sa forme tridimensionnelle de manière interactive. Quoi qu’il en soit, une formule générale pour l’acide gras ressemblerait à ceci :

CH ₃ –(CH ₂ ) _n –COOH

Le « n » à l’extérieur des parenthèses dans la formule a dû attirer votre attention, n’est-ce pas? Il s’agit du nombre de répétitions de l’unité de base de la chaîne hydrocarbonée. En général, les acides gras ont entre 12 et 24 carbones, 16 et 18 étant particulièrement typiques.

Types d’acides gras et propriétés

On ne peut continuer à découvrir le monde des lipides sans décrire au préalable les types d’acides gras et leurs propriétés. Selon les sites éducatifs, il existe deux groupes principaux. Nous les résumons brièvement :

• Saturé : toutes les liaisons qui unissent les atomes dans la chaîne sont simples.
• Insaturés : s’ils présentent une double ou triple liaison dans leur structure. Dans ce groupe, les plus courants sont les acides gras monoinsaturés, avec une simple double liaison entre les carbones 9 et 10.

Ensuite, rappelons quelques-unes des propriétés physico-chimiques des acides gras :

1. Ils sont amphipathiques : la chaîne hydrocarbonée est hydrophobe et le groupe carboxyle (COOH) est hydrophile. Cela confère aux acides gras un caractère insoluble dans l’eau et, en outre, permet la formation de diverses structures cellulaires chez les êtres vivants, telles que la bicouche lipidique.
2. Point de fusion : il est défini comme la quantité d’énergie nécessaire pour que le matériau passe à l’état liquide. Cette valeur varie fortement entre les acides gras saturés et insaturés. Par exemple, l’acide stéarique a un point de fusion de 71 degrés et l’acide oléique a un point de fusion de 16,3 degrés.
3. Estérification : si un acide gras est associé à un alcool, un ester est obtenu et une molécule d’eau est libérée. Ce processus est essentiel à la formation de certains types de lipides.
4. Saponification : l’union d’un acide gras avec une base forte, telle que NaOH, donne naissance à du savon et à une molécule d’eau.

Types de lipides

Nous vous avons dit dans les lignes précédentes que l’unité fonctionnelle de base du lipide est l’acide gras, mais la vérité est que tous ne l’ont pas. Selon ce critère, c’est-à-dire s’ils sont saponifiables ou non, on peut distinguer deux types de lipides différents.

1. Lipides saponifiables

Ce sont ceux qui, par un processus d’hydrolyse —rupture de la molécule en présence d’eau—, donnent naissance aux acides gras. Ainsi, en présence de bases fortes, ils peuvent donner naissance aux savons décrits ci-dessus.

En premier lieu, nous avons des lipides simples, c’est-à-dire des esters d’acides gras et d’alcool. Ceux-ci sont divisés, à leur tour, en deux groupes.

• Acylglycérols : basés sur l’union d’une molécule de glycérine avec un (monoglycéride), deux (diglycéride) ou trois (triglycéride) acides gras. Ici, nous avons des graisses, du sébum et des huiles, c’est-à-dire les réserves d’énergie des êtres vivants.
• Cérides : ce sont des esters d’un acide gras avec un alcool monohydrique linéaire à longue chaîne. Un exemple très clair est la cire produite par les abeilles.

Dans le second cas, nous trouvons des lipides complexes, c’est-à-dire ceux qui contiennent d’autres éléments que le carbone, l’hydrogène et l’oxygène. C’est là qu’intervient la partie NSP du mnémonique décrit ci-dessus (CHOASP). Selon les éléments qu’ils présentent dans leur structure chimique, ces lipides se répartissent dans les catégories suivantes :

• Phospholipides : 1 molécule de glycérine + 2 acides gras + 1 acide phosphorique. Ce sont les unités essentielles de la structure de la membrane cellulaire des êtres vivants.
• Phosphoglycérides : esters qui contiennent de l’acide phosphorique au lieu d’un acide gras.
• Sphingolipides : 1 alcool (sphingosine) + 1 acide gras + 1 acide phosphorique + 1 alcool aminé. Certains d’entre eux ont des rôles essentiels dans la signalisation cellulaire.
• Glycolipides : 1 céramide + 1 glucide à chaîne courte. On retrouve ici des gangliosides et des cérébrosides.

Vertigineux, non ? Si nous voulons transmettre quelque chose avec ces lignes, c’est l’incroyable variété de lipides présents dans la nature. Mais il nous manque encore une catégorie à décrire : les lipides insaponifiables.

2. Lipides non saponifiables

Ce sont ceux qui ne sont pas composés d’acides gras et ne peuvent donc pas donner naissance à des savons par la réaction de saponification. Nous vous présentons rapidement les types au sein de cette catégorie :

• Terpènes : lipides dérivés de l’hydrocarbure isoprène. Selon le nombre de molécules d’isoprène qu’ils contiennent, ils recevront des noms différents, des monoterpènes aux polyterpènes. Les huiles essentielles végétales, les caroténoïdes ou le caoutchouc sont des exemples de terpènes.
• Stérols : lipides dérivés du cyclopentanoperhydrophénanthrène. Le nom seul nous donne le tournis, nous nous limiterons donc à dire que les hormones sexuelles ou le cholestérol sont des composés qui entrent dans ce groupe.
• Prostaglandines : lipides dérivés des acides gras essentiels oméga-3 et oméga-6 à 20 carbones. Ce sont des médiateurs dans les processus inflammatoires et certaines interactions du système immunitaire.

Fonctions lipidiques

Une fois sorti de la jungle de la classification des lipides, il nous reste à explorer quelles sont leurs fonctions. Comme nous l’avons déjà dit, ils constituent une parfaite réserve d’énergie, puisque les graisses stockent plus de deux fois plus de calories que les autres composés organiques.

Au-delà de ce que l’on peut croire, les graisses en elles-mêmes ne sont pas mauvaises. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) recommande un apport en matières grasses qui représente entre 20 et 30 % de l’énergie calorique totale de l’alimentation. Néanmoins, il y a certaines observations à prendre en compte en ce qui concerne cette déclaration.

Les sites médicaux tels que la National Library of Medicine des Etats-Unis soulignent que les acides gras saturés augmentent les niveaux de « mauvais cholestérol ». Pour cette raison, ces composés ne doivent pas représenter plus de 6 % de l’apport calorique quotidien. Les produits avec les lipides les plus bénéfiques pour le corps sont ceux avec des acides gras monoinsaturés, comme l’huile d’olive.

Au-delà de l’alimentation…

Malgré l’importance des lipides dans le domaine nutritionnel, ces molécules organiques ont des utilisations beaucoup plus diverses. Pour clôturer cette opportunité, voici une liste avec certaines d’entre elles:

• Ce sont des isolants thermiques : les graisses protègent les êtres vivants des intempéries extérieures et leur permettent d’équilibrer les leurs.
• Protection mécanique : les tissus adipeux protègent les os et les organes des coups et des forces extérieures.
• Les lipides constituent entre 50 et 60 % de la masse cérébrale.
• Ils sont essentiels à la croissance et à la régénération des tissus.
• Ils font partie des membranes des êtres vivants au niveau cellulaire.
• Fonction biocatalytique : les hormones sexuelles, les vitamines lipidiques et les acides biliaires sont formés à partir des lipides.

Les lipides, des molécules essentielles à la vie

D’un point de vue évolutif, la vie telle que nous la connaissons aujourd’hui ne serait pas possible sans les lipides. La cellule est l’unité fonctionnelle des êtres vivants et, sans les phospholipides, elle ne pourrait présenter une membrane cellulaire qui la différencie de l’environnement.

Au-delà — et d’un point de vue nutritionnel — les lipides forment le groupe des macronutriments, avec les protéines et les glucides. Enfin, ce sont aussi des molécules biocatalyseuses de composés essentiels pour l’être humain. Des hormones sexuelles à l’activation du système immunitaire, les lipides constituent une partie essentielle de notre organisme.